Регуляция температуры внутри помещений - перспективный метод энергосбережения

Учет потребления энергии на отопление и горячее водоснабжение создает экономические предпосылки для внедрения регуляции теплопотребления у потребителей.

В системах централизованного теплоснабжения (СЦТ) России традиционно применяется качественная регуляция. В чистом виде это значит, что затрата циркулирующей в системе воды остается постоянной в течение всего отапливаемого периода, а количество теплоты, которая поставляется, регулируется путем изменения температуры воды, которая поступает к потребителю ( прямой), в соответствии с температурой внешнего воздуха по температурному графику. Соответственно, меняется и температура возвращаемой потребителем охлажденной ( обратной) воды. График строится для здания, наиболее представи-тельного для группы зданий, отапливаемых данным поставщиком тепла.

Вопреки принятой сегодня моде ругать все советское следует подчеркнуть, что внедрение в начале 30-х годов качественной регуляции в СЦТ СССР (в то время в капиталистических странах и не подумывали о СЦТ при частной собственности их внедрения было невозможно) было, безусловно, прогрессивным, поскольку позволяло создать потребителям достаточно комфортные условия при минимальных капитальных расходах.

Таблица 1.

Показатели

Эд. Измерение

Октябрь1999

Февраль2000

Март2000

Апрель2000

Среднемесячная температура внешнего воздуха

OC

+69

-7

-18

+71

Затрата теплоты на отопление и ГВС

Тыс. Гкал/месяц

805

1150

1150

767

Затрата теплоты только на отопление

Тыс. Гкал/месяц

555

900

900

512

Сегодня чисто качественное регулиро-вание нас уже не удовлетворяет. В частности, при позитивной тем-пературе внешнего воздуха (а отопление, в соответствии со Сноп, прекращается, если она превышает 8°с) температура прямой воды по графику должна быть меньше 40-50°с. Но для горячего водоснабжения по Сноп нужна вода с температурой не ниже 60°с, потому при двухтрубной системе (один трубопровод для прямой воды, другой для обратной) вода на отопление также имеет температуру 60°с.

Проще говоря, начиная с определенной температуры внешнего воздуха отопления вообще не регулируется, а потребитель получает тем больший избыток тепла, чем выше температура внешнего воздуха. Комфортность в помещении создается путем проветривания через форточки. В результате затраты на отопление в переходные периоды (начало и конец отапливаемого периода) оказываются неоправданно большими.

Сказанное подтверждается данными СТС АО Свердловенерго (таблица. 1).

Затрата на отопление в феврале и марте была практически одинакова, несмотря на существенно высшую температуру внешнего воздуха и более сильную солнечную радиацию в марте. Отношение расходов в феврале и октябре равняется 1,62, тогда как разница расчетных тем-ператур внутри помещения (в соответствии со Сноп примем ее 18°с) и внешнего воздуха, по которой строится темпе-ратурний график, различается для этих месяцев у 2,12 раза. Систематические ограничения по снабжению топлива в течение прошлого отапливаемого сезона не позволяли теплоснабжающим органе-зациям всегда выдерживать температурный график, однако, приведенные цифры обнаруживают явный перетоп в весенний и осенний месяцы.

Тепловую нагрузку можно регулировать путем изменения:

- коэффициента теплопередачи нагре-вательних приборов или их поверхности;

- расходы греющего теплоносителя;

- температуры греющего теплоносителя;

- длительность работы нагревательного прибора.

Давно установлено, что для обеспечения высокого качества теплоснабжения следует применять комбинированную регуляцию, которая должна быть рациональным сочетаниям, по крайней мере, три степеней центрального, группового (или местного) и индивидуального.

Изменение коэффициента теплопередачи используется только при местной регуляции, в частности, при регули-ровании теплоотдача от конвекторов путем изменения положения регулирующей пластины. Неко-торие жители, в которых установлены радиаторы, закрывают их одеялами при высокой температуре внешнего воздуха.

Недостаток этого метода растет температура обратной воды, то есть увеличиваются удельные (на 1 Гигакалорию переданной теплоты) расходы энергии на повод циркуляционных насосов. За ее превышение поставщик штрафует потребителя. При этом как-то остается незамеченным, что перерасход энергии на перекачивание теплоты по сравнению с ее затратой на расчетном (для самого холодного времени) режиме является вообще характерной особенностью качественной регуляции.

Кстати, не ясно как должен поступать поставщик, если температура обратной воды растет в домах, в которых по проекту установлены конвектори, то есть где это рост уже заложен в проект. Некоторые поставщики на практике при росте температуры обратной воды просто снижают температуру прямой по сравнению с предусмотренной температурным графиком.

Регуляция путем изменения затраты теплоносителя ( количественное) допускает по крайней мере, в чистом виде постоянство его температуры, то есть температуры прямой воды. Каждый потребитель пропускает столько воды в свои нагревательные приборы, сколько ему нужно для создания комфортных (физически и экономически) условий. Проблема здесьв том, чтобы при увеличении, скажем, расходы теплоносителя одним пот-ребителем, затрата теплоносителя у другого потребителя не уменьшилась бы. Это требует соответствующего согласования гидравлических характеристик потребителей и сети (включая цир-куляционние насосы). Его проще осуществить в небольших системах, например, при отоплении многоквар-тирного дома от домовой котельной. Во многих странах Западной Европи регуляторы ( термостаты) устанавливают в каждой квартире, подбирая соот-ветствующим чином характеристики насоса и диаметры труб, которые подводят ( стояков).

С увеличением числа абонентов, расстояний, между ними и поставщиком тепла, то есть с осложнением системы такое согласование усложняется, хотя теоретически все кажется просто: необходимо обеспечить постоянство давления перед каждым абонентом (то есть его регулятором) в течение всего отапливаемого периода.

К количественному можно отнести и так называемую пофасадное регуляцию. Известно, что при сильном ветре в помещениях, расположенных с наветренной стороны, часто бывает значительно холоднее (особенно при большой площади застекления), чем с подветренной. Помещения, обратные на юг и на север, получают разное количество тепла, которое излучается Солнцем. В этом случае целесообразно, не меняя общее количество прямой воды, которая получается зданием, перераспределить ее потоки, что, как правило, требует установки специальных побудителей.

Требование постоянства затраты теплоносителя при качественной регуляции связано с опасением разрегулирования гидравлики разветвленной системы теплоснабжения при изменении затраты. Поскольку разные объекты находятся на разном расстоянии от источника, а главное на разной геодезической высоте, вся гидравлика настраивается на одну определенную затрату теплоносителя путем установки дроссельных шайб или клапанов. При изменении общей затраты в подающей магистрали затрата на каждый объект изменяется непропорционально, потому теплопотребления одних объектов изменяется больше, других меньше. В такой системе увеличения водозабора на один объект, например путем несанкционированного удаления шайбы на трубопроводе, который подводит, может привести к снижению давления в магистрали и как следствие к уменьшению затраты воды, по крайней мере, к ближайшим 5 потребителям. В период сильных морозов такое разрегулирование, при неприятии соответствующих мэров угрожает серьезными последствиями.

Изложенными рассуждениями часто обосновывают возражение против регуляции температуры внутри помещений путем изменения затраты теплоносителя (в частности, вентилем на обратной магистрали). Однако эти опасения сильно преувеличены.

Реалии сегодняшнего дня таковы, что под регуляцией фактически пони-мается уменьшения потребления теплоты. За годы Советской власти нормативы, по которых проектируются системы отопление и ГВС, отработанные настолько надежно, что с одной стороны потребность в увеличении затраты теплоты по сравнению с расчетным обычно не возникает (если, конечно, стекла не выбитые, а двери закрываются), а с другой оно практически не реализовывается, поскольку нет избытка мощностей.

Локальное уменьшение затраты у большого числа абонентов при принятой центральной качественной регуляции могло бы привести к недопустимому повышению давления, однако давление легко выравнивается регуляцией (исключением) насосов на станциях. В единственной сети СТС АО Свердловенерго при открытом водоразборе и семи теплоисточниках такая регуляция осуществляется постоянно.

Нужно иметь в виду, что процесс внедрения регуляторов теплопотребления будет растянут на длительный период из-за большого объема работ, в течение которого параллельно будут внедряться автоматические системы поддержки стабильного давления, в том числе и применения электродвигателей, из время-тотним регуляцией. Оно позволит уменьшить потребление не только теплоты, но и электроэнергии, на перекачивание теплоносителя.

Таким образом, количественная местная регуляция в сторону снижения теплопотребления при централизованном качественном позволит обеспечить существенную экономию.

, Чтобы не вызывать разрегулировки гид-равлики отапливаемой сети потребителя (в здании), местную регуляцию можно осуществить двумя путями:

1 Установить дополнительный бесшумный циркуляционный насос, который будет обеспечивать циркуляцию воды в системе, забирая из трубопровода, который подводит, столько горячей воды, сколько нужно для создания комфортных условий в здании. Температуру воды, которая поступает в отапливаемые приборы, можно поддерживать или в соответствии с реальным (без той, что нижней срезает) темпе-ратурним графиком, или автоматически регулировать по показаниям термометра, установленного в представительском помещении здания. Этот вариант уже реализован многими потребителями.

2 Комфортную температуру в помещении можно поддерживать путем регуляции числа часов работы отапливаемых приборов в сутки, используя большую аккумулирующую способность здания. Здесь нужно подчеркнуть, что в реальных условиях постоянство затраты теплоносителя при качественной централизованной регуляции все равно, строго говоря, не выдерживается по ряду причин и, прежде всего, из-за неравномерного водоразбора из системы горячего водоснабжения. Отключение системы отопления здания, например, в периоды утреннего и вечернего максимумов водоразбора (так называемая связанная регуляция), в этой ситуации позволит даже сделать расходводи в подающей магистрали более постоянным.

Практика периодического включения отопления широко используется за рубежом. В России таким образом отапливаются большинство объектов, оборудованных индивидуальными источниками теплоснабжения.

Более того, что аккумулирует способность зданий в неявной форме исполь-зуется даже при чисто качественной регуляции, поскольку температура пря-мой воды устанавливается на теплоисточнике, расположенном иногда на боль-шом расстоянии от теплопотребителя. Изменение температуры воды на Ново свердловской ТЭЦ, например, отражается в районе ЖБИ лишь через несколько часов; жители этого даже не замечают.

При регуляции теплопотребления релейным методом (включение-отключение) также целесообразно устанавливать циркуляционный насос, поскольку при прекращении подачи горячей воды элеватор перестает работать, не будет циркуляции воды в отапливаемой установке, которая может привести к размораживанию.

Похожие статьи:

Карта сайта.